[发明专利]一种模拟双线地铁列车运营工况的试验装置

说明书

一种模拟双线地铁列车运营工况的试验装置，包括模型箱、隧道模型、列车模型、动力系统、无线传感振动测试系统、无线传感内力测试系统和服务器；动力系统与列车模型连接，为列车模型提供动力；服务器与无线传感振动测试系统和无线传感内力测试系统连接；无线传感振动测试系统和无线传感内力测试系统安装在装置的土层中或隧道模型中。本发明模拟不同埋深、不同行车速度、不同列车荷载、不同行车状态情况下的双线地铁运营动力响应；可同时模拟隧道周围土体不均匀沉降、地铁运行线路坡度变化工况；隧道模型按照实际地铁隧道进行缩尺寸设计，并采用双线隧道模型，贴近实际工程，为地铁运营对隧道结构及周围环境的影响研究提供可靠、便捷的试验平台。

技术领域

本发明涉及地下工程试验技术领域，尤其涉及一种模拟双线地铁列车运营工况的试验装置。

背景技术

地铁在缓解城市交通压力，为人们日常出行带来便利的同时，列车运行时产生的振动对周围环境带来的影响也不容忽视。尤其在沿海软土地区，在地铁列车荷载长期作用下易产生累积沉降，影响地铁运营安全。研究表明一些软土地区运营前由施工引起的沉降已基本稳定，但是运营后地铁变形又有较大幅度发展，给地铁运营和周边环境带来不利影响，因此关于地铁列车振动效应及土体变形机理的研究对指导地铁隧道施工和控制工后沉降具有重要意义。

在地铁列车移动荷载设计模拟方面，国内尚无室内模型出现。目前城市轨道交通建设速度越来越快，而相应的模拟试验、理论研究等仍较为滞后，是当前工程界的一大热点课题。

发明内容

为克服现有技术存在的缺陷，本发明目的在于提供一种模拟双线地铁列车运营工况的试验装置，可以较真实地模拟地铁列车运营工况，为研究地铁运营对隧道结构、周围环境产生的振动问题提供有效可行的试验装置。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案。

一种模拟双线地铁列车运营工况的试验装置，包括模型箱、隧道模型、列车模型、动力系统、无线传感振动测试系统、无线传感内力测试系统和服务器；

所述动力系统与所述列车模型连接，为所述列车模型提供动力；

所述服务器与所述无线传感振动测试系统和无线传感内力测试系统连接；

所述无线传感振动测试系统和无线传感内力测试系统安装在所述装置的土层中或所述隧道模型中。

优选的，所述无线传感振动测试系统包括加速度计、速度计、位移计和解调仪。

优选的，所述无线传感内力测试系统包括土压力计、孔压计、应力计和解调仪。

优选的，所述模型箱包括中间隧道主箱和两侧轨道支撑箱体。

优选的，所述隧道模型包括道床、轨枕、钢轨和PE管片环。

优选的，所述列车模型包括车体和轮对。

优选的，所述动力系统包括电机和牵引线，电机通过牵引线与车体连接，保持牵引线水平并可调节，为列车模型运行提供动力。

优选的，所述装置中还设置有PVC管。

本发明的有益效果是：（1）模拟不同埋深、不同行车速度、不同列车荷载、不同行车状态等情况下的双线地铁运营动力响应；（2）单套系统可同时模拟隧道周围土体不均匀沉降、地铁运行线路坡度变化等复杂工况；（3）隧道模型按照实际地铁隧道进行缩尺寸设计，并采用双线隧道模型，贴近实际工程，可为地铁运营对隧道结构及周围环境的影响研究提供可靠、便捷的试验平台。

附图说明

图1为试验装置整体模型。

图2为整体模型a-a剖面。

图3为整体模型b-b剖面。

图4为模型地下断面示意图。